Nghiên cứu mã khối không gian tần số cho hệ thống mimo OFDM với ăng ten tái cấu hình

VŨ VĂN TOẠI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - * KỸ THUẬT VIỄN THÔNG VŨ VĂN TOẠI NGHIÊN CỨU MÃ KHỐI KHÔNG GIAN TẦN SỐ CHO HỆ THỐNG MIMO-OFDM VỚI ĂNG-TEN TÁI CẤU HÌNH * LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THƠNG KHỐ 2015B Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ VĂN TOẠI NGHIÊN CỨU MÃ KHỐI KHÔNG GIAN TẦN SỐ CHO HỆ THỐNG MIMO-OFDM VỚI ĂNG-TEN TÁI CẤU HÌNH Chun ngành : Kỹ thuật Viễn thơng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Nguyễn Thành Chuyên Hà Nội – 2018 ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC Họ tên: Vũ Văn Toại Mã HV: CB150251 Khoá: 2015-2017 Ngành học: Điện Tử - Viễn Thông Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MÃ KHỐI KHÔNG GIAN TẦN SỐ CHO HỆ THỐNG MIMO-OFDM VỚI ĂNG-TEN TÁI CẤU HÌNH Nội dung luận văn :Nội dung luận văn chia thành 03 phần sau: ➢ Chương I: Tìm hiểu tổng quan MIMO,OFDM ➢ Chương II: Hệ thống ăng-ten tái cấu hình mã khối khơng gian-tần số ➢ Chương III: Kết mô phần mềm Matlab Ngày giao luận văn:……/ /2018 Ngày nộp luận văn : ……/09/2018 Ngày … tháng 09 năm 2018 TS Nguyễn Thành Chuyên NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… Điểm: (bằng chữ ……………… ) Ngày tháng 09 năm 2018 Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Thành Chuyên i MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ MIMO ,OFDM 1.1 Kỹ thuật MIMO 1.2 Kỹ thuật OFDM 16 1.3 Tìm hiểu yếu tố ảnh hưởng đến kênh truyền .22 1.4 Khái quát hệ thống MIMO tái cấu hình 26 1.5 Kết luận .26 CHƯƠNG II HỆ THỐNG MẢNG ĂNG-TEN TÁI CẤU HÌNH VÀ MÃ KHỐI KHƠNG GIAN - TẦN SỐ 31 2.1 Xây dựng mơ hình đặt vấn đề nghiên cứu 32 2.2 Biểu thức dạng đóng cho hệ số ma trận hiệp phương sai 35 2.3 Đánh giá lực kênh MIMO tái cấu hình 49 2.4 Mơ hình hệ thống cho MIMO-OFDM tái cấu hình 57 2.5 Mã khối không gian-trực giao bán trực giao 60 2.6 Các mã khối không gian-tần số- trạng thái bán trực giao 62 2.7 Mã khối không gian-tần số-trạng thái 64 2.8 Kết luận 65 CHƯƠNG III KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 ii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT A AWGN Additive white Gaussian noise Nhiễu Gausian trắng cộng B BER BPSK Bit error rate Tỷ lệ lỗi bít Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân D DoA Direction-of-Arrival Hướng thu tín hiệu DoD Direction-of-Departure Hướng phát tín hiệu đầu F FDM Frequency-division multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần I ICI Inter-carrier Interference Nhiễu sóng mang lân Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi ngược Fourier nhanh cận IFFT L LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng M MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vào nhiều đầu O OFDM Orthogonal Frequency Ghép theo tần số trực giao OSTBC Orthogonal Space-Time Block Code Mã khối không gian thời gian P PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ lệ cơng suất đỉnh đến trung bình S SCTB Space-Time Block Code Mã khối không gian thời gian SISO Single-input single-output Tín hiệu đầu đầu vào V iii V-BLAST Vertical-Bell Laboratories Phịng thí nghiệm Vertical- Bell iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống MIMO Hình 1.2: Kỹ thuật Beamforming .4 Hình 1.3:Ghép kênh khơng gian giúp tăng tốc độ truyền .4 Hình 1.4: Khơng gian phân tập giúp cải thiện SNR……………………………………….…… Hình 1.5: Mơ hình hệ thống băng gốc Hình 1.6: Ma trận mã STBC Hình 1.7: Sơ đồ mã lưới .8 Hình 1.8: Mơ tả sơ đồ mã hóa với k = 1, K = n = Hình 1.9: Lưới mã sơ đồ trạng thái với k = 1, K = n = Hình 1.10:Chuyển đổi kênh truyền MIMO thành kênh truyền song song 12 Hình 1.11: Mơ hình phân tập NT